钻石可以在高温下人工制成。第一批人造钻石于1954年在通用电气实验室制成。在1600摄氏度的高温和10万个大气压的气氛下,金刚石籽晶生长成了金刚石,利用籽晶可以缩短金刚石的形成时间。人造钻石和天然钻石唯一的化学区别是,大多数天然钻石含有微量的氮,而人造钻石通常不含氮。由于天然钻石的稀有性,人造钻石的价格大约是天然钻石的30-50%。
人造钻石是如何制造出来的?
钻石骗局听说过吗?钻石恒久远,一颗永流传。而钻石本质是碳单质,虽然晶莹剔透闪花眼,却可以人为利用石墨在高温高压的环境中制造的,骗局的说法就来了。钻石是在地球历史上经过一些极端的变化产生的,比如在小行星撞击地球地层下的高温高压环境,而地球历史上这样的事件是比较多的,还有地下本身压力温度就高一些,也有可能形成钻石,但是由于埋藏地点,开采比较难,加上钻石体积硬度的限制,后期加工的困难也高一些,所以钻石昂贵,物以稀为贵,这没什么矛盾,只有在非常极端的环境中才能产生体积巨大的钻石,人类目前发现的自然生成的体积最大的钻石是重达3106克拉的非洲之星母体钻石。
而现在人类的技术已经可以模拟钻石生成的环境,用碳来制造钻石,在230015到18万个大气压的高温高压环境下,在中心放一颗很小的天然钻石作为种子,在种钻周围是高温金属液体,在金属溶液的上层是石墨,在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构,体积也比较受限。
钻石可以人工造了,翡翠会不会哪天也能人工制造呢?
1984年12月美国通用电器公司,在世界上首次人工合成了翡翠。方法是用粉末状钠铝和二氧化硅加热至2700摄氏度高温熔融,然后将熔融体冷却,固结成一种玻璃状物体。再将其磨碎,置于制造人造钻石的高压炉中加热。为了获得各种翡翠的颜色可以加入一定的致色离子加少量的铬变成绿色,铬过量就成黑色加少量锰可以得到紫色等。
这种高压下加热结晶的产物就是合成翡翠。合成翡翠的成分硬度密度等方面与天然翡翠化学成分可以大体一致,合成翡翠非常接近翡翠的矿物组成。但是由于合成翡翠的技术目前尚不成熟,合成翡翠颜色不正,透明度差,比较呆板,无翠性。其物质组成主要是晶体粗大具有方向性的组分矿物和玻璃质。编号dxfc2006合成翡翠制作过程天然翡翠形成于高温高压环境,通过实验American的Bell和Roseboom得出形成硬玉的温度与压力的下限为400摄氏度18000帕。
实践还表明,在9001500摄氏度2570千帕的条件下,均可将非晶质翡翠转化为晶质翡翠。 1制底子将二氧化硅59.45%,氧化钠15.34%,氧化铝25.21%配制好后,在1500摄氏度的高温下反复熔融,要使其分布均匀,以形成非晶质翡翠材料,非晶质翡翠属于玻璃质,无色透明。2加入致色物质加入氧化铬硫酸锰五氧化二钒等等,不同的致色物质所引起的颜色变化不同,因此可以将人工合成的底子制造出各种不同的颜色。
实验还表明合成翡翠的透明度与致色元素(或离子)的浓度有关。如含铬0.7%以下合成翡翠往往透明,大于0.7%后呈深绿或橄榄绿,不透明。国内最专业的珠宝交流论坛和珠宝交易平台,内含钻石黄金玉石翡翠和田玉水晶宝石银饰等专业板块,并提供各大珠宝公司今日金价和国际钻石价格表。将非晶质翡翠材料注入,经过粉碎过筛,再利用合成金刚石所用的设备六面顶压机,使其转化成具有天然翡翠结构的合成翡翠产品。
通过X射线分析,合成翡翠具有与标准数据一致的谱线,也与天然翡翠的谱线重合。编号为dxfc2006的翡翠合成存在一些问题。(1)合成条件苛刻,所需温度和压力过高,保温保压时间过长。在这种情况下,六面顶压机的硬质合金顶容易损坏,从而大大增加了生产成本。(2)大多数产品质地和透明度较差,达不到工艺要求。(3)由于压力室内温度梯度的影响,许多合成产品出现“黑心”或“暗心”,严重影响合成质量。组装样品时,原料之间有间隙,高压加热石墨坩埚中间,导致加热器加热不均匀,温度误差增大,样品结晶不均匀。